JP2013517467A - 放射線ガイドを有するガスセンサ - Google Patents
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Abstract
Description
図6を参照すると、使用時に約4.3μmにピーク強度を有する放射線を発射する第1のアンチモン化アルミニウムインジウム発光ダイオード100が1.6mm厚の繊維ガラス樹脂プリント回路板104の第1の面102上に設けられる。第1の発光ダイオードは、欧州特許第0 864 180号明細書、欧州特許第0 992 094号明細書、Haigh, M.K.et al.,Applied Physics Letters,vol.90,231116(2007)に従って形成される。この第1の発光ダイオードは、フォトダイオード110により検出される電磁放射線を供給するために、マイクロコントローラ108の制御下で電子回路106により駆動される。フォトダイオードもまたアンチモン化アルミニウムインジウに基づいており、プリント回路板112に搭載されるが、これは、図1〜図5のガスセンサと共に使用されるとき、発光ダイオードに隣接する第1の発光ダイオードが搭載されるプリント回路板の領域が好ましく、プリント回路板上に印刷された電子回路を介して発光ダイオードとフォトダイオードとの間の熱伝達を容易にする。
基準測定を得るための第2の別の手法では、我々は、アンチモン化アルミニウムインジウムベースのフォトダイオードは従来の発光ダイオード駆動回路を使用して駆動されると光を発射するということを発見した。同様に、上に引用した欧州特許第0 864 180号明細書、欧州特許第0 992 094号明細書、Haigh,M.K.et al.,Applied Physics Letters,vol.90,231116 (2007)によるアンチモン化アルミニウムインジウムベースの発光ダイオードは、従来のフォトダイオード増幅器回路に取り付けることによりフォトダイオードとして使用されることができる。
Claims (45)
- 放射線源と、前記放射線源により発射される放射線を検出するように動作可能な検出器と、前記放射線源と前記検出器との間に放射線を誘導するように動作可能な放射線ガイドとを含むガスセンサであって、
前記放射線ガイドはほぼ矩形断面を有する曲線部を含み、
前記放射線ガイドの前記曲線部は前記矩形断面の辺の1つに平行な軸の周囲で湾曲する、ガスセンサ。 - 前記ほぼ矩形の断面は大きい寸法と小さい寸法を有するほぼ長方形の断面である、請求項1に記載のガスセンサ。
- 前記放射線ガイドの前記曲線部は前記ほぼ矩形の断面の大きい寸法に平行な軸の周囲で湾曲する、請求項2に記載のガスセンサ。
- 前記放射線ガイドは前記放射線源により発射される放射線を少なくとも部分的に平行にするように動作可能なコリメータを含む、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のガスセンサ。
- 前記放射線ガイドは大きい寸法を含み、
前記放射線源により発射される放射線は主に前記放射線ガイドの前記大きい寸法に平行な単一方向に前記コリメータによりほぼ平行にされる、請求項4に記載のガスセンサ。 - 前記コリメータは放物面反射器を含む、請求項4または5に記載のガスセンサ。
- 前記放射線ガイドは前記検出器上に放射線を集光するように動作可能な集光装置を含む、請求項1乃至6のいずれか一項に記載のガスセンサ。
- 前記放射線ガイドは大きい寸法を含み、
前記放射線ガイドから前記集光装置に入射する放射線は前記放射線ガイドの前記大きい寸法に平行な単一方向において前記検出器上に主に集光される、請求項7に記載のガスセンサ。 - 前記集光装置は放物面反射器を含む、請求項7または8に記載のガスセンサ。
- 前記放射線ガイドは、前記放射線源により発射される放射線を反射するように動作可能であり入射放射線の少なくとも1%を吸収する材料で形成された内面を有する、請求項1乃至9のいずれか一項に記載のガスセンサ。
- 前記放射線源と前記検出器は互いに隣接する、請求項1乃至10のいずれか一項に記載のガスセンサ。
- 前記放射線ガイドに沿った前記放射線源と前記検出器との間の放射線の最短経路長は前記放射線源と前記検出器との間の間隔の少なくとも10倍である、請求項1乃至11のいずれか一項に記載のガスセンサ。
- 前記放射線源と前記検出器は互いに熱的に連通する、請求項1乃至12のいずれか一項に記載のガスセンサ。
- 前記放射線ガイドは複数の前記曲線部を含む、請求項1乃至13のいずれか一項に記載のガスセンサ。
- 前記放射線ガイドは逆向きに湾曲する第1と第2の曲線部を含む、請求項14に記載のガスセンサ。
- 前記放射線ガイドは、第1の向きに湾曲する第1の曲線部と、前記第1の曲線部よりさらに前記放射線ガイドに沿って(前記放射線源から前記検出器まで測定された)第2の逆向きに湾曲する第2の曲線部と、前記第2の曲線部よりさらに前記放射線ガイドに沿って(前記放射線源から前記検出器まで測定された)前記第1の向きに湾曲する第3の曲線部と、を含む、請求項15に記載のガスセンサ。
- 前記第1と第3の曲線部はそれぞれ少なくとも10°だけ前記第1の向きに湾曲し、
前記第2の曲線部は少なくとも180°の間ほぼ一定の湾曲で前記反対の向きに湾曲する、請求項16に記載のガスセンサ。 - 前記放射線ガイドは対称面を有する、請求項1乃至17のいずれか一項に記載のガスセンサ。
- 前記放射線源と前記検出器との間で少なくとも90°だけ平均照射方向を変える請求項1乃至18のいずれか一項に記載のガスセンサ。
- 前記放射線ガイドの前記湾曲全体の大きさは少なくとも90°であり720°未満である、請求項1乃至19のいずれか一項に記載のガスセンサ。
- 前記放射線ガイドの前記曲線部または各曲線部は通常、内壁が前記曲線部の内側の弧線を描き前記対向外壁が前記曲線部の外側の弧線を描くように前記内壁と前記対向外壁とを含み、
1つまたは複数の前記曲線部の前記内壁は前記放射線ガイド内にガス試料を入れるために吸気口を含む、請求項1乃至20のいずれか一項に記載のガスセンサ。 - 前記放射線ガイドは前記放射線源および/または検出器に隣接する凹部を有し、
前記放射線源および/または検出器は放射線ガイド対向面と前記それぞれの放射線ガイド対向面上の電気的接続とを有する、請求項1乃至21のいずれか一項に記載のガスセンサ。 - 前記放射線ガイドを含むまたは前記放射線ガイドからなる放射線ガイド要素と前記放射線源および/または前記検出器を含む支持要素とを含む請求項1乃至22のいずれか一項に記載のガスセンサであって、
前記放射線ガイド要素または前記支持要素は、前記放射線ガイド要素に対し前記支持要素を位置決めしこれにより前記検出器と前記放射線源を前記放射線ガイドに整列させるように構成された複数の位置決め要素を含んでもよい、ガスセンサ。 - 前記放射線ガイドまたは前記支持要素は3つの位置決め要素を含む、請求項23に記載のガスセンサ。
- 前記放射線ガイドまたは前記支持要素は前記放射線ガイド要素に向けて前記支持要素を付勢する付勢手段を含む、請求項23または24に記載のガスセンサ。
- 放射線源と前記放射線源により発射される放射線を検出するように動作可能な検出器とを含む支持要素と、前記放射線源と前記検出器との間に放射線を誘導するように動作可能な放射線ガイドを含む放射線ガイド要素と、を含むガスセンサであって、
前記支持要素または前記放射線ガイド要素は、前記放射線ガイド要素に対して前記支持要素を位置決めしこれにより前記放射線源と前記検出器を前記放射線ガイドに整列させるように構成された複数の位置決め要素を含む、ガスセンサ。 - 3つの位置決め要素を含む請求項24に記載のガスセンサ。
- 前記放射線ガイド要素に向けて前記支持要素を付勢する付勢手段を含む請求項26または27に記載のガスセンサ。
- 放射線源と、前記放射線源により発射される放射線を検出するように動作可能な検出器と、前記放射線源と前記検出器との間に放射線を誘導するように動作可能な放射線ガイドと、を含むガスセンサであって、
前記検出器は前記放射線源により発射されるものと異なる波長スペクトルを有する放射線を発射するように動作可能であり、
前記放射線源は前記検出器により発射される放射線を検出するように動作可能である、ガスセンサ。 - 前記放射線源と前記検出器を2つのモードで動作させるように動作可能な電子回路をさらに含む請求項29に記載のガスセンサであって、
第1のモードでは、前記放射線源は放射線を発射し、前記放射線は測定信号を供給するために前記検出器により検出され、第2のモードでは、前記検出器は放射線を発射し、前記放射線は基準信号を供給するために前記放射線源により検出されるようにした、ガスセンサ。 - 前記検出器により発射され前記放射線源により検出される放射線は基準信号を供給し、前記放射線源により発射され前記検出器により検出される放射線は測定信号を供給する、請求項29または30に記載のガスセンサ。
- 前記検出器と前記放射線源は様々なピーク波長を有する放射線を発射する、請求項29乃至31のいずれか一項に記載のガスセンサ。
- 請求項29乃至32のいずれか一項または請求項1乃至25のいずれか一項とに記載のガスセンサ。
- 第1の放射線源と、第2の放射線源と、前記第1の放射線源と前記第2の放射線源により発射される放射線を検出するように動作可能な検出器と、前記第1の放射線源と前記第2の放射線源からの放射線を前記検出器に誘導するように動作可能な放射線ガイドと、を含むガスセンサであって、
前記第2の放射線源から発射される放射線は、前記第1の放射線源の周囲にまたはそれを貫通してのいずれかまたは両方で延在する経路に沿って誘導される、ガスセンサ。 - 前記第2の放射線源は様々な波長スペクトルを有する放射線を前記第1の放射線源へ発射する、請求項34に記載のガスセンサ。
- 前記第2の放射線源から発射される放射線は前記第1の放射線源を貫通する経路に沿って誘導される、請求項34または35に記載のガスセンサ。
- 前記検出器に到達する前記第2の放射線源からの前記放射線のほぼ大部分またはすべては前記第1の放射線源を貫通する、請求項34乃至36のいずれか一項に記載のガスセンサ。
- 前記第2の放射線源により発射される前記放射線の少なくとも1%は前記第1の放射線源を透過する、請求項36または37に記載のガスセンサ。
- 前記第2の放射線源から発射される放射線は前記第1の放射線源の周囲に送られる、請求項34または35に記載のガスセンサ。
- 前記第1と第2の放射線源はプリント回路板の両側に搭載され、
前記プリント回路板は貫通する穴を含み、
前記第1と第2の放射線源は前記穴の両端に配置される、請求項34乃至39のいずれか一項に記載のガスセンサ。 - 前記第1の放射線源または前記第2の放射線源のいずれかからの放射線が前記検出器により検出され得るように、前記第1と第2の放射線源を交互にパルス動作させるように動作可能な電子回路を含む、請求項34乃至40のいずれか一項に記載のガスセンサ。
- 請求項34乃至41のいずれか一項または請求項1乃至15のいずれか一項とに記載のガスセンサ。
- 放射線源と、前記放射線源から発射される放射線を検出するように動作可能な検出器と、複数の反射壁を有する放射線ガイドと、を含むガスセンサであって、
前記放射線ガイドはほぼL字形反射面を有する2つの当接する放射線ガイド部分により画定される、ガスセンサ。 - 少なくとも1つの反射面を含む2つ以上のL字形放射線ガイドを含む光吸収ガスセンサの製造方法であって、
放射線ガイドを形成し2つ以上のL字形放射線ガイド部分の前記反射面が前記放射線ガイドの内面を形成するように前記2つ以上のL字形放射線ガイド部分を接合する工程を含む、方法。 - 放射線源と前記放射線源により発射される放射線を検出するように動作可能な検出器とを含む支持要素と、導電面を有する放射線ガイドを含む放射線ガイド要素と、を含むガスセンサであって、
前記放射線源および/または前記検出器はその面上に電気的接続を有する放射線ガイド対向面を有し、
前記放射線ガイドは、前記導電面の少なくとも一部を形成する支持要素対向面と、前記放射線源に隣接する前記支持要素対向面内の凹部、および/または前記検出器に隣接する前記支持要素対向面内の凹部と、を含む、ガスセンサ。
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